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1秒復工背后 木工家具的自動化變革

時間:2020-04-14

來源:高工機器人網

導語:信息化和自動化建設,被認為是索菲亞領跑于同行的關鍵。

信息化和自動化建設,被認為是索菲亞領跑于同行的關鍵。

在索菲亞高度自動化的車間內,機械臂快速揮舞,須臾之間,原料木板便完成了壓貼、開料、封邊、打孔等一系列工序。諾大的廠房放眼望去,只有寥寥幾位工人在操作設備,從事著檢測、包裝等工作。

當木工家具這個傳統制造業正因為定制化而絞盡腦汁時,信息化和自動化帶了家具行業的自我革新和重構,正在改變著一些因“非連續性”而逐漸走向衰敗的企業,但另一些可能正遭遇困境,這個過程殘酷而真實。

被推著往前走

時間軸上的2018年,已經坐享了十年紅利高歌猛進的中國家居定制行業,還沒有從2017年八家企業集體上市的“狂歡”的幸福時刻中緩過神來,2018年行業整體就遭遇了“非連續性”。

這個“非連續性”體現在:地產政策深度盤整,商品房銷售增速回落,帶動住房相關家居消費放緩;新生代消費群體成熟,家裝消費向省時、省力、省心、省錢的一站式解決方案演進,催生整裝模式崛起;地產精裝、整裝、電商以及SHOPPING MALL等新零售渠道的崛起,逼迫傳統家居建材銷售渠道必須做出深刻的改變。

面對這種行業的“非連續性”,一些企業,如好來屋、家博士等已經在2018年應聲倒下,行業整體的增速也由原來的30—40%的高增速應聲回落到20—30%的低增速——未來可能面對的新常態。

有浸淫十余年的業內人士表示,中國家居定制行業在不遠的未來,會遭遇兩個“非連續性”:一個是從全屋定制到全屋整裝的非連續性;一個是從全屋定制到全屋智能家居的非連續性。在跨越這兩個“非連續性”上,會死掉一大批的定制企業,看不到后天升起的太陽。

跨越“非連續性”的核心就是企業能實現自我破壞、自我革新。中國家居定制行業不乏這樣的優秀企業,比如歐派與尚品宅配。在他們自我破壞與自我革新的體系中,信息化和智能化生產是不可不提的。

跟大部分制造行業一樣,隨著人口紅利逐漸減弱,家具制造從半自動化邁向全自動化,成為家居定制行業發展的趨勢。

魚與熊掌可兼得?

家居定制帶來的最大挑戰就是企業如何解決個性化需求和大規模生產的矛盾,這就像魚與熊掌一樣,不可兼得,但自動化正在改變這一狀況。

小批量、多品種的定制化制造方式對家具制造裝備提出了更高的要求,以數控加工設備和工業機器人為代表的先進制造裝備不斷引入家具制造的各個環節。

“因為現在木工都是板式家具,而且是全屋定制家具,從家具造型的CAD設計,然后拆單、開料、切孔、條碼識別,這一系列工序都基本已實現自動化了。”山龍智控總經理曾雨權表示。

早在2015年,尚品宅配副總裁李鵬就提出,尚品宅配通過工業4.0,通過數據來驅動工廠。在過去訂單處理中,他提到了三個概念:大規模生產定制、柔性批量生產和工業自動化。

而歐派櫥柜已經把加大投入自動化生產車間的試點作為這兩年的重中之重,試驗生產線全自動化有望在2020年實現。事實上,歐派從2014年就開始逐步推進生產自動化,僅2017年就投入了10億元用于自動化設備的更新。

另一些家具制造企業緊隨其后。楷模家居從2017年起加速“機器換人”步伐,目前已在開料、打孔、噴涂等關鍵環節實現生產自動化;慕思不滿足某些工序的“機器換人”,計劃在興建的慕思全球睡眠文化產業基地項目中建設“無人工廠”,引入亞洲首條全自動化床墊生產線,實現生產高度自動化。

中國家具業的產值已位居全世界第一,中國板式家具類木工機械自動化已經走過了一段迅猛發展的過程。在當下制造業提倡靈活的個性化和數字化生產模式的背景下,設備需求方不再僅僅需要購買標準化產品,更多的是需要根據客戶需求提供生產線的一攬子解決方案。

據悉,歐派清遠的柜身車間正在改造一條全自動化的生產線。車間負責人說,投入1000多萬元,把開料、封邊、打孔、包裝四個環節連起來,完成全自動化改造后,一條生產線將可以減少四分之三的工人。

歐派在全國有四個生產基地,除了清遠,還有天津、無錫和成都基地,其它基地也在進行自動化升級。歐派櫥柜生產技術總監趙昕在采訪中表示,無錫基地正在建設AI(人工智能)工廠,逐步實現生產的全自動化、數字化。

據了解,歐派無錫基地的流水線包括全自動電子開料鋸、機器人板件分揀、自動連線封邊、自動排鉆、機器人配板、自動包裝、自動裝車出貨等環節。一條全自動分揀線投入1000萬元,可以節省35個工人,以每個工人月工資6000元算,三年就可以收回投資成本。

自動化完成以后,工業互聯網、智能化將是歐派下一步制造升級的方向。歐派已經應用西門子的系統,實現生產設備的數據采集、自動排產,數字化讓歐派多個子品牌、多個銷售渠道、多種產品型號,不同訂單要在多個基地、多條生產線上進行合理分配。

而作為家居行業風向標,索菲亞從2005年起就組建IT部門,將生產流程和質量控制逐步電子化。上市第二年,索菲亞就改造ERP系統,投產柔性生產線,進一步降低成本,縮短生產周期。

得益于信息化的推進,索菲亞交貨周期不斷縮短,用戶體驗得到大幅提升。2017年,索菲亞工廠的平均交貨周期為10~12天左右。

索菲亞首個4.0車間位于湖北黃岡分廠,該車間整線集成智能倉儲、智能裝備、智能物流設備及智能質量檢測設備于一體,實現全智能化生產,由索菲亞旗下全資子公司廣州寧基智能嚴格按照德國工業4.0標準完成規劃設計及落地實施。

值得一提的是,廣州寧基智能成立于2016年1月4日,此前索菲亞和上海明匠分別持有51%、49%的股權,考慮到智能制造在公司產業智能化升級及未來發展的重要作用,2017年,索菲亞以1470萬元購買上海明匠智持有的49%股權,收購完成后,索菲亞持有寧基智能100%股權。

如今,在索菲亞4.0車間,從智能立體原料倉出發,每一塊板件經歷開料、封邊、打孔、分揀、打包……全程不落地,不經人手。成功地將傳統生產車間的制造孤島聯接為一條智能化生產線,大大縮短每批次板件的生產周期,加快了物流轉運,減少了工序之間的等待時間。

1秒復工背后

2020年,新冠肺炎疫情給企業復工復產帶來了巨大的阻礙,但是已經進行自動化改造的企業卻在這場沒有硝煙的戰爭中占據了優勢。

在木工家具行業,一個熟練工人的培養,從學徒開始,至少需要1年的時間,而自動化改造以后,按下啟動按鈕,只需要1秒。這一現象在埃斯頓服務的一家木工家具企業中真實上演著。

據悉,埃斯頓木工產品系列椅板高柔性大加工工作站作為家具行業椅板高柔性鉆孔鉚接的最佳解決方案,可以最大化實現椅板加工中的高柔性化。其柔性主要體現在換線時間快,效率高。

埃斯頓機器人將鉆孔時間縮短至0.7秒,且獨家研發了獨特的鉆頭結構,在工作中無需更換鉆頭,便能夠勝任多種孔徑,節約了大量的更換鉆頭鎖需要的時間。在軟件方面,埃斯頓開發了專業椅板鉆孔獨家定制軟件包Easy Punch和補償夾具系統Cool Clip,通過簡單地調整,即可在5分鐘之內更換新的工件,極大的節約了生產時間。

埃斯頓木工家具行業負責人汪世林表示,木工家具行業從2017開始使用機器人,加工設備已經很成熟,辦公家具主要用機器人鉆孔,版式家具用機器人進行搬運。

高工機器人了解到,對家具生產的不同工段,按其功能,家具行業應用的機器人種類主要有焊接機器人、打磨機器人、噴涂機器人、裝配機器人、搬運機器人和AGV。

其中,尤以家具涂裝車間環境較為惡劣,涂料中的揮發性有機物、粉塵等嚴重影響工人的身體健康;同時,人工噴涂的不確定因素較多,漆膜性能、噴涂效率、涂料利用率等方面質量難以穩定保持。因此,采用噴涂機器人替代人工噴涂是家具行業噴涂技術發展的必然趨勢。

以木門制造為例,油漆涂裝是最后的,也是最重要、最費時間的一道工序,這道工序的好壞與快慢,直接影響木門的外觀質量和生產效率。

近期,沃頓裝備董事長趙文華在公開場合表示,過去很多木門企業的生產線自動化水平不高、對人員的依賴很大。此次面對嚴重的疫情,就出現了員工返廠難度大、人員配置不均衡等問題,成為疫后生產恢復的阻礙。現在有很多自動化程度不高的企業,希望引進沃頓噴涂機器人系統來改善工藝,增強企業競爭力。

近年來,很多門企延伸到整體木作,并向多品類拓邊,進而導致企業對于異形工件混線生產的需求日益強烈。為應對新的市場變化,沃頓裝備通過最新的3D視覺系統和AI圖像系統,使噴涂機器人系統可以識別各類異形工件,有效噴涂全品類木作,設備利用率可達90%-95%。

裝配是家具產品制造的后續環節,其人力、物力、財力消耗在產品制造全過程中占有較大比例,家具裝配機器人應運而生。

除了機器人之外,家具行業自動化還需要應用大量的數控加工設備、玻璃精雕、激光切割、注塑機機械手等,據曾雨權稱,目前國內涉足木工行業的運動控制系統企業除了山龍智控以外,還有維宏、寶元、新代等。

與傳統木工機械相比,柔性生產設備加工中心更能滿足定制家具的生產需求,該類設備通過與家具設計CAD/CAM軟件技術相結合,可自動完成鏤銑、鉆孔、異形切割、開槽開榫等多種加工功能,還可與數控裁板鋸、封邊機及自動輸送設備進行聯結,組成自動化柔性生產線。

業內人士指出,此前布局木工家具無人工廠的主要還是外資家居巨頭企業,國產木工家具企業大部分還是單體和工作站式的自動化。這幾年,越來越多國產家居企業也在不斷推家具制造的整線自動化方案。“與3C行業自動化改造對精度要求高不同的是,木工行業一般對負載、力矩和穩定性方面的要求會更高。”



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